EP2690218A2 - Verfahren zur Risssanierung an Betonschwellen von Gleisanlagen - Google Patents

Verfahren zur Risssanierung an Betonschwellen von Gleisanlagen Download PDF

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EP2690218A2
EP2690218A2 EP13177512.4A EP13177512A EP2690218A2 EP 2690218 A2 EP2690218 A2 EP 2690218A2 EP 13177512 A EP13177512 A EP 13177512A EP 2690218 A2 EP2690218 A2 EP 2690218A2
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EP
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crack
concrete
filling
filler
damming
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Andreas Kroll
Matthias Von Hauenschild
Marko Junghans
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Getek Holding GmbH
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B31/00—Working rails, sleepers, baseplates, or the like, in or on the line; Machines, tools, or auxiliary devices specially designed therefor
    • E01B31/20—Working or treating non-metal sleepers in or on the line, e.g. marking, creosoting

Definitions

  • the object of the invention is to provide a method for crack repair on concrete sleepers of track systems, with time-consuming work such as the removal of the track, the track bed and the concrete sleeper can be avoided and a reliable complete crack filling is possible.
  • the leakage of the filling material from the crack is monitored in a fifth step. Based on the monitoring result, the low-pressure pump is controlled. This monitors the quality of backfilling and the reliability of the process.
  • claim 3 is used as filler one-component, two-component or multi-component epoxy resin or polyurethane. Depending on the initial conditions such as humidity, type of pre-contamination and degree of contamination as well as the damage pattern, the optimum fillers can be selected, put together and used. This improves the quality of the process and the subsequent remediation.
  • the respective cracks are rinsed by means of a solvent, the initial conditions in terms of moisture, the type of pre-pollution and the degree of contamination can be positively influenced and completely eliminated.
  • the filler to be used receives optimal réelle meetings and bonding options for concrete material of the concrete threshold.
  • the crack is blown out. This allows residues of the solvent used or others Remove residues. The quality of the restoration and the reliability of the backfilling are improved.
  • the injection device is used at the free surface by means of filler neck in the crack or placed on the crack by means of rubber lip.
  • optimal backfilling or injections of the filling material are achieved.
  • the quality of the process is improved.
  • the filling is carried out even with continuous or unsteady mechanical stress of the monolithic material.
  • the backfilling or rehabilitation of concrete sleepers are possible even in short traffic breaks between trains. Elaborate blockages can be avoided. As a result, a not to be underestimated cost advantage is achieved.
  • the concrete threshold in the region of the crack or the crack is mechanically expanded. This simplifies the filling process and makes it more reliable.
  • an individual sealing of the lower threshold region takes place with continuous cracking by means of a fast-potting material by a lateral introduction. This ensures that the cracks are closed in the lower part of the threshold and thus the subsequently introduced backfill can not escape down from the threshold.
  • the rehabilitation of cracks 1 on concrete sleepers 6 represents a high cost factor for the operators of track systems.
  • a crack remediation is possible, whereby the concrete sleeper 6 to be rehabilitated remains in the track system during the refurbishment.
  • the renovation takes place in successive steps after a detailed crack analysis.
  • the crack is first blown out and rinsed with a solvent which, for example, is hydrophobic.
  • the crack 1 or the cracks 1 are blown out again. After the cleaning process, the damming 2 of the crack 1 or the cracks 1.
  • the damming 2 takes place here based on the crack analysis.
  • the damming 2 is applied to the crack 1 so that it is completely covered.
  • the damming 2 is applied in strips along the crack 1 on the crack 1, wherein the damming 2 is made removable at intervals.
  • the crack is covered, for example, across the crack course and superimposed by the damming 2.
  • the filler 4 is injected into the crack 1 by means of a per se known injection device and a low-pressure pump.
  • a per se known injection device and a low-pressure pump.
  • packers ie filler neck 5, which are arranged in the crack 1, or by means of attachable or compressible on the crack 1 rubber lips 6.
  • an optimal Verhell310 is achieved.
  • the low-pressure pump is controlled so that the filling material 4 can penetrate into the crack 1 without bubbles.
  • the backfilling is monitored by monitoring the escape of the filling material 4 from the crack 1. Based on the monitoring result, the low-pressure pump is controlled.
  • the filling is carried out without interruption as a single operation, whereby, taking into account the pot life of the respective filling material 4, the filling process can be delayed.
  • filler 4 is both an epoxy resin and polyurethane in question.
  • a hydrophobic solvent such as acetone
  • filler 4 allows filling even with continuous or unsteady mechanical stress on the concrete sleeper 6.
  • a mechanical extension of the crack 1 or the area is provided directly at the crack.
  • special care is required to to avoid further damage to the concrete sleeper 6.
  • the filler neck 5 and the rubber lips 5 can be set so that an escape of the filler 4 will be avoided directly at the filling point.
  • a material with a rapid popping action is introduced laterally in this area by means of an injector.
  • This material is a jelly-like, fast-potting material, which is adjusted according to air humidity, dew point and building temperature. After curing of this material, the fourth step is carried out according to claim 1.

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Description

  • Verfahren zur Risssanierung an Betonschwellen von Gleisanlagen auch an verlegten Betonschwellen.
  • Gerissene oder geplatzte Betonschwellen stellen derzeit ein erhebliches Problem bei der Sanierung von Gleisanlagen dar, da diese aufwändig entfernt und ersetzt werden müssen. Eine Sanierung dieser Betonschwellen, wobei diese bei der Sanierung in der Gleisanlage verbleiben können, ist sehr wünschenswert, da hierdurch die Sanierungskosten erheblich reduziert werden können und eine vollfunktionstüchtige Betonschwelle wiederhergestellt wird.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Risssanierung an Betonschwellen von Gleisanlagen zu schaffen, wobei aufwändige Arbeiten wie das Entfernen des Gleises, des Gleisbettes sowie der Betonschwelle vermieden werden kann und das eine zuverlässige vollständige Rissverfüllung ermöglicht wird.
  • Mit der Erfindung wird im angegebenen Anwendungsfall erreicht, dass ein Verfahren zur Risssanierung an Betonschwellen von Gleisanlagen geschaffen wird, wobei in nacheinander folgenden Schritten an der Betonschwelle eine Schadensanalyse oder Rissanalyse stattfindet und danach eine Verdämmung vorhandener Risse stattfindet. Über freizulegende Bereiche der Verdämmung wird ein Verfüllstoff injiziert. Hierbei wird jedoch berücksichtigt, dass bei entsprechendem Rissverlauf nacheinander entsprechende Bereiche der Verdämmung freigelegt und verfüllt werden. Hierdurch wird erreicht, dass die Verfüllung bzw. die Injektion der Risse vollständig und zuverlässig durchgeführt wird. Die Stabilität der Betonschwelle wird wieder hergestellt. Das Verfahren ermöglicht die Sanierung von Betonschwellen, ohne diese aus der Glasanlage zu entfernen. Aufwändige Gleisarbeiten wie das Entfernen der Schiene oder des Gleisbettes oder von Teilen des Gleisbettes sowie das längerfristige Sperren von Gleisanlagen können entfallen. Ein erheblicher Kostenvorteil wird erreicht, indem eine Niedrigdruckpumpe eingesetzt wird. Hierdurch lassen sich ungünstige Einflüsse von Hochdruckanwendungen, wie Scherkräfte und Staudruck und somit Verfüllhindernisse vermeiden.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 10 dargestellt.
  • Mit der Weiterbildung nach Anspruch 2 wird in einem fünften Schritt das Austreten des Verfüllstoffes aus dem Riss überwacht. Anhand des Überwachungsergebnisses wird die Niedrigdruckpumpe gesteuert. Hierdurch wird die Qualität der Verfüllung und die Zuverlässigkeit des Verfahrens überwacht. Nach Anspruch 3 wird als Verfüllstoff einkomponentiges, zweikomponentiges oder mehrkomponentiges Epoxidharz oder Polyurethan verwendet. Je nach Ausgangsbedingungen wie Feuchtigkeit, Art der Vorverschmutzung und Verschmutzungsgrad sowie Schadensbild lassen somit die optimalen Verfüllstoffe auswählen, zusammenstellen und einsetzen. Somit wird die Qualität des Verfahrens und der danach durchgeführten Sanierung verbessert.
  • In dem nach Anspruch 4 die jeweiligen Risse mittels eines Lösungsmittels gespült werden, lassen sich die Ausgangsbedingungen hinsichtlich der Feuchtigkeit, des Art der Vorverschmutzung und des Verschmutzungsgrad positiv beeinflussen sowie vollständig beseitigen. Damit erhält der einzusetzende Verfüllstoff optimale Einsatzmöglichleiten und Bindungsmöglichkeiten zum Betonmaterial der Betonschwelle.
  • Nach Anspruch 5 wird der Riss ausgeblasen. Hierdurch lassen sich Rückstände vom eingesetzten Lösungsmittel oder andere Rückstände entfernen. Die Qualität der Sanierung und die Zuverlässigkeit der Verfüllung werden verbessert.
  • Mit der Weiterbildung nach Anspruch 6 wird die Injektionsvorrichtung an der Freifläche mittels Einfüllstutzen in den Riss eingesetzt oder mittels Gummilippe auf den Riss aufgesetzt. Hierdurch werden optimale Verfüllungen bzw. Injektionen des Verfüllstoffes erreicht. Somit wird die Qualität des Verfahrens verbessert.
  • In dem nach Anspruch 7 das Verfüllen als ein Arbeitsgang durchgeführt wird, werden Abrisse in der Gesamtfestigkeit des Verfüllstoffes durch zeitversetztes Einbringen und Aushärten vermieden. Die Zuverlässigkeit des Verfahrens wird verbessert.
  • Nach Anspruch 8 wird das Verfüllen auch bei kontinuierlicher oder unsteter mechanischer Beanspruchung des monolithischen Materials durchgeführt. Somit sind die Verfüllungen bzw. Sanierungen von Betonschwelle auch in kurzen Verkehrspausen zwischen zwei Zügen möglich. Aufwändige Sperrungen können vermieden werden. Hierdurch wird ein nicht zu unterschätzender Kostenvorteil erreicht.
  • Nach Anspruch 9 wird die Betonschwelle im Bereich des Risses bzw. wird der Riss mechanisch erweitert. Hierdurch wird der Verfüllvorgang vereinfacht und zuverlässiger.
  • Bei der Weiterbildung nach Anspruch 10 erfolgt eine individuelle Abdichtung des unteren Schwellebereiches bei durchgehenden Rissbildungen mittels eines schnell topfenden Materials durch eine seitliche Einbringung. Dadurch wird erreicht, dass die Risse im unteren Bereich der Schwelle verschlossen werden und somit der nachträglich eingebrachte Verfüllstoff nicht nach unten aus der Schwelle austreten kann.
  • Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1 bis 3 eine partielle Darstellung von einer Betonschwelle in jeweils verschiedenen Ansichten mit unterschiedlichen Rissbildern,
    • Fig. 4 und 5 eine partielle Darstellung von einer Betonschwelle mit am Riss angesetzten Einfüllstutzen und
    • Fig. 6 eine partielle Darstellung von einer Betonschwelle mit einem die Schwelle bearbeitenden mechanischen Werkzeug im Bereich eines Risses.
  • Die Sanierung von Rissen 1 an Betonschwellen 6 stellt für die Betreiber von Gleisanlagen einen hohen Kostenfaktor dar. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht sich eine Risssanierung, wobei die zu sanierende Betonschwelle 6 bei der Sanierung in der Gleisanlage verbleibt. Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Risssanierung an Betonschwellen 6 erfolgt die Sanierung in aufeinanderfolgenden Schritten nach einer eingehenden Rissanalyse. Je nach Nässegrad sowie Verschmutzungsgrad und Art der Verschmutzung wird der Riss zunächst ausgeblasen und mit einem Lösungsmittel gespült, welches beispielsweise hydrophob ist. Je nach Reinigungsergebnis wird der Riss 1 oder werden die Risse 1 erneut ausgeblasen. Nach dem Reinigungsvorgang erfolgt die Verdämmung 2 des Risses 1 oder der Risse 1. Die Verdämmung 2 erfolgt hierbei anhand der Rissanalyse. Hierfür wird die Verdämmung 2 auf den Riss 1 so aufgebracht, dass dieser vollständig abgedeckt ist. Die Verdämmung 2 wird streifenförmig entlang des Risses 1 auf den Riss 1 aufgebracht, wobei die Verdämmung 2 in Abständen entfernbar ausgeführt wird. Hierfür wird der Riss beispielsweise quer zum Rissverlauf abgedeckt und von der Verdämmung 2 überlagert. Im nun folgenden Schritt werden an den dafür vorgesehenen Stellen durch Entfernen der Verdämmung 2 Freiflächen 3 hergestellt. Im Bedarfsfall erfolgt an dieser Stelle des Verfahrens über die Freiflächen 3 erneut ein Ausblasen sowie ein Spülen der Risses 1 oder der Risse 1.
  • An den Freiflächen 3 wird in den Riss 1 mittels einer an sich bekannten Injektionsvorrichtung und einer Niedrigdruckpumpe der Verfüllstoff 4 injiziert. Dies ist unter Zuhilfenahme sogenannter Packer, also Einfüllstutzen 5, welche in den Riss 1 angeordnet werden, oder mittels auf den Riss 1 aufsetzbare oder anpressbare Gummilippen 6 möglich. Hierdurch wird ein optimales Verfüllergebnis erzielt. Mittels eines Druckabfallsensors wird die Niedrigdruckpumpe gesteuert, so dass der Verfüllstoff 4 blasenfrei in den Riss 1 eindringen kann. Weiterhin erfolgt in einem weiteren Schritt eine Überwachung der Verfüllung, indem das Austreten des Verfüllstoffes 4 aus dem Riss 1 überwacht wird. Anhand des Überwachungsergebnisses wird die Niedrigdruckpumpe gesteuert. Das Verfüllen wird unterbrechungsfrei als ein Arbeitsgang durchgeführt, wobei unter Berücksichtigung der Topfzeit des jeweiligen Verfüllstoffes 4 der Verfüllvorgang verzögert werden kann.
  • Als Verfüllstoff 4 kommt sowohl ein Epoxidharz als auch Polyurethan in Frage. Insbesondere bei der Verwendung von Polyurethan ist das Spülen des Risses 1 mit einem Hydrophoben Lösungsmittel, wie beispielsweise Aceton, notwendig, um die Folgen der ungünstigen Wechselwirkung des Polyurethans mit Wasser zu vermeiden, wodurch die notwenige Stabilität nicht erreicht werden würde.
  • Die geeignete Wahl des Verfüllstoffes 4 erlaubt ein Verfüllen auch bei kontinuierlicher oder unsteter mechanischer Beanspruchung der Betonschwelle 6.
  • Um das Verfüllen zu vereinfachen, wird eine mechanische Erweiterung des Risses 1 bzw. des Bereiches unmittelbar am Riss vorgesehen. Hierbei ist besondere Sorgfalt geboten, um eine weitere Beschädigung der Betonschwelle 6 zu vermeiden. Durch die Erweiterung des Risses 1 lassen sich die Einfüllstutzen 5 sowie die Gummilippen 5 so setzen, dass ein Entweichen des Verfüllstoffes 4 unmittelbar an der Verfüllstelle vermieden werden wird.
  • Durch die Anwendung des Verfahrens zur Sanierung von Betonschwellen 6 von Gleisanlagen, werden die zeitaufwendigen und kostenintensiven Maßnahmen, wie eine langfristige Sperre der jeweiligen Strecke und ein Entfernen der Gleisanlagen und des Gleisbettes vermieden, da die Betonschwellen 6 in der Gleisanlage verbleiben. Zudem erlaubt diese Verfahren eine Anwendung auch bei Betrieb der Strecke, so dass beim vorübergehenden Zugverkehr die Sanierung verzögert und in den Zugpausen die Sanierung normal fortgesetzt wird.
  • Bei bis zum Schwellenboden durchgehenden Rissen 1 bis zur Unterseite wird ein schnell topfendes Material mittels eines Injektors seitlich in diesem Bereich eingebracht. Dieses Material ist ein geleeartiges, schnell topfendes Material, welches gemäß Luftfeuchtigkeit, Taupunkt und Bauwerkstemperatur angepasst ist. Nach dem Aushärten dieses Materials wird der vierte Schritt gemäß Anspruch 1 durchgeführt.
    • Zusammenstellung der Bezugszeichen
    • 1
    Riss
    2
    Verdämmung
    3
    Freifläche
    4
    Verfüllstoff
    5
    Einfüllstutzen, Gummilippe
    6
    Betonschwelle
    7
    Bohrer

Claims (11)

  1. Verfahren zur Risssanierung an Betonschwellen (6) durch Injektion eines Verfüllstoffes, wobei der oder die Risse (1) zumindest partiell mit einer an sich bekannten Verdämmung (2) im oberen Bereich der Betonschwelle (6) auf deren Oberfläche verdämmt wird,
    gekennzeichnet durch folgende Merkmale,
    - dass in einem ersten Schritt eine Rissanalyse durchgeführt wird,
    - dass in einem zweiten Schritt anhand der Rissanalyse der mindestens eine Riss (1) so verdämmt wird, dass die Verdämmung (2) vorzugsweise streifenförmig entlang des mindestens einen Risses (1) den Riss (1) bedeckend aufgebracht wird, wobei die Verdämmung (2) entlang des Risses (1) beabstandet entfernbar ausgeführt wird,
    - dass in einem dritten Schritt durch das Entfernen der Verdämmung (2) mindestens eine Freifläche (3) hergestellt wird,
    - dass in einem vierten Schritt an der mindestens einen Freifläche (3) in den Riss (1) mittels einer an sich bekannten Injektionsvorrichtung und einer Niedrigdruckpumpe der Verfüllstoff (4) injiziert wird, wobei mittels eines Druckabfallsensors die Niedrigdruckpumpe gesteuert wird und
    - dass der dritte und vierte Schritt nacheinander jeweils abwechselnd bis zur vollständigen Verfüllung durchgeführt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in einem fünften Schritt das Austreten des Verfüllstoffes (4) aus dem Riss (1) überwacht wird und anhand des Überwachungsergebnisses die Niedrigdruckpumpe gesteuert wird.
  3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als Verfüllstoff (4) einkomponentiges, zweikomponentiges oder mehrkomponentiges Epoxidharz oder Polyurethan verwendet wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet,
    dass der mindestens eine Riss (1) vor dem zweiten Schritt und/oder vor dem vierten Schritt mittels eines Lösungsmittels gespült wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet,
    dass der Riss (1) vor dem Spülen, nach dem Spülen, vor dem zweiten Schritt und/oder vor dem vierten Schritt ausgeblasen wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Injektionsvorrichtung an der Freifläche (3) mittels Einfüllstutzen (5) in den Riss (1) eingesetzt oder mittels Gummilippe (5) auf den Riss (1) aufgesetzt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verfüllen als ein Arbeitsgang durchgeführt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verfüllen auch bei kontinuierlicher oder unsteter mechanischer Beanspruchung des monolithischen Materials (6) durchgeführt wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Betonschwelle (6) im Bereich des Risses (1) und/oder der Riss (1) mechanisch erweitert wird.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet,
    dass bei durchgehenden Rissbildungen bis zur Unterseite im unteren Bereich der Betonschwelle wird ein schnell topfendes Material mittels eines Injektors seitlich in diesem Bereich eingebracht und nach dem Aushärten wird der vierte Schritt durchgeführt.
  11. Verwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
    dass Betonschwellen von Gleisanlagen saniert werden, wobei die Betonschwellen in der Gleisanlage verbleiben und die Schienen und das Gleisbett unberührt bleibt.
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